WinCE64: Dự án kỹ thuật đưa Windows CE 2.11 lên máy chơi game Nintendo 64

WinCE64 là một dự án kỹ thuật phần mềm ấn tượng, cho phép chạy hệ điều hành Windows CE 2.11 nguyên bản của Microsoft trên nền tảng phần cứng máy chơi game kinh điển Nintendo 64 (N64). Đây là một sản phẩm của quá trình kỹ thuật ngược (reverse-engineering) phức tạp, không phải là bản port chính thức từ Microsoft hay Nintendo.

Dự án này hoạt động bằng cách tạo ra một Lớp trừu tượng phần cứng (HAL) tùy chỉnh, giúp nhân hệ điều hành nk.lib không bị sửa đổi có thể chạy trên bộ vi xử lý VR4300 của N64. Người dùng có thể trải nghiệm giao diện desktop, thanh tác vụ và trình duyệt tệp của Windows CE ngay trên TV cũ kỹ của mình.

Kiến trúc hệ thống WinCE64

Tính năng và cách hoạt động

WinCE64 biến trải nghiệm sử dụng N64 trở nên độc đáo với nhiều tính năng thú vị:

• Giao diện người dùng: Hệ thống khởi động đầy đủ với desktop, thanh tác vụ và trình duyệt tệp. Các cửa sổ có thể kéo thả, đóng và mở các hộp thoại modal.
• Điều khiển: Tay cầm N64 được giả lập như một con chuột. Nút A đóng vai trò là chuột trái, nút B là chuột phải, cho phép điều hướng con trỏ trên màn hình.
• Lưu trữ: Hệ thống tự động gắn kết thẻ SD của EverDrive-64 X7 dưới đường dẫn \SDCard, cho phép truy cập tệp tin dễ dàng.
• Âm thanh: Âm thanh được phát ra thông qua phần cứng AI của N64 bằng cách sử dụng stack âm thanh chuẩn của Windows CE.
• Ứng dụng: Người dùng có thể chạy các tệp thực thi (EXE) bên thứ ba của Windows CE 2.11 trực tiếp từ thẻ SD.

Kiến trúc kỹ thuật

Sự thành công của dự án nằm ở việc kết hợp giữa nhân hệ điều hành cũ và các trình điều khiển hiện đại được viết mới.

Nhân nk.lib đóng vai trò là trung tâm, quản lý việc phân phối PSL, lập lịch và TLB. Xung quanh nó là các mô-đun người dùng chuẩn của CE 2.11 như coredll.dll, gwes.exe, filesys.exe được tải unchanged từ hình ảnh ROM.

Các thành phần tùy chỉnh được viết riêng cho N64 bao gồm:

• HAL / OAL: Xử lý khởi động, vector ngoại lệ, khởi động MIPS và các vấn đề đặc thù của RDRAM.
• Display driver: Sử dụng bộ đệm khung hình VI và tăng tốc độ điền RDP.
• Mouse / keyboard PDD: Giải mã tín hiệu từ tay cầm N64 và chuột chính thức của N64 thông qua cổng SI Joybus.
• SD filesystem: Một trình điều khiển hệ thống tệp dựa trên FatFS để giao tiếp với EverDrive-X7.

Cách xây dựng và chạy

Để xây dựng dự án này, người dùng cần chuẩn bị môi trường phát triển khá đặc biệt. Dự án không phân phối bất kỳ tài sản độc quyền nào của Microsoft hay Nintendo. Bạn phải tự cung cấp bộ công cụ wince211_sdk (Windows CE 2.11 Platform Builder) và libdragon (toolchain cho N64).

Quá trình biên dịch được thực hiện trên Linux thông qua Wine để chạy các công cụ của Microsoft như LINK.EXE và ROMIMAGE.EXE. Kết quả đầu ra là tệp n64ce.z64 (khoảng 3.5 MB), có thể tải trực tiếp lên cartridge EverDrive-64 X7.

Về việc chạy trên giả lập (emulator), tác giả cho biết việc này rất phức tạp do các đặc thù phần cứng của N64 (chế độ LE-mode của RDRAM). Do đó, phần cứng thực (Real Hardware) kết hợp với EverDrive là môi trường được khuyến nghị để trải nghiệm WinCE64 trọn vẹn nhất.

Tại sao thực hiện dự án này?

Tác giả chia sẻ rằng ý tưởng đến từ chiếc IBM Workpad Z50, vốn sử dụng bộ vi xử lý MIPS tương tự như N64. Mục đích chính không phải là tính năng thực tế mà là một thử thách lập trình thú vị: "Không có lý do thực tế nào để chạy Windows trên N64 của bạn, đây chủ yếu là một thử thách lập trình."

Dự án WinCE64 là một minh chứng tuyệt vời cho sự sáng tạo và kỹ năng kỹ thuật ngược của cộng đồng lập trình viên, mang lại một cái nhìn mới mẻ về khả năng của phần cứng cũ kỹ.